特許 7591702 全館空調ユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-21

(45)【発行日】2024-11-29

(54)【発明の名称】全館空調ユニット

(51)【国際特許分類】

   F24F 3/00 20060101AFI20241122BHJP

   F24F 13/02 20060101ALI20241122BHJP

   F24F 13/06 20060101ALI20241122BHJP

【ＦＩ】

F24F3/00 Z

F24F13/02 F

F24F13/02 C

F24F13/06 B

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020178623

(22)【出願日】2020-10-26

(65)【公開番号】P2022069779

(43)【公開日】2022-05-12

【審査請求日】2023-09-06

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106116

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 健司

(74)【代理人】

【識別番号】100151378

【弁理士】

【氏名又は名称】宮村 憲浩

(74)【代理人】

【識別番号】100157484

【弁理士】

【氏名又は名称】廣田 智之

(72)【発明者】

【氏名】岩崎 圭佑

(72)【発明者】

【氏名】中曽根 孝昭

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 康浩

(72)【発明者】

【氏名】柴田 洋

【審査官】安島 智也

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－３３７６１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２０７８３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１７８１１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０２７３１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０３３４２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１０７１６３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／０２３１０１９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２４Ｆ ３／００

Ｆ２４Ｆ １３／０２

Ｆ２４Ｆ １３／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

本体部と前記本体部で空調された空気を本体外部の所定方向に導くアダプターとを備えた全館空調ユニットであって、
前記本体部は、
前記本体部の内部の空気を空調する空調機と、
前記空調された空気を前記本体部の側面から排出する複数の搬送ファンと、
前記側面に前記アダプターを装着するための複数の装着部と、を備え、
前記アダプターは、
前記本体部から排出された空気を取り込む給気口と、
前記給気口が属する平面に対して所定の角度を備えて設けられた排気口と、
前記給気口と前記排気口とを連通するアダプター送風路と、
前記装着部に対して前記排気口を少なくとも上方、下方、側方のいずれかに向けて取り付け可能な被装着部と、を備え、
前記搬送ファンは、
スクロールケーシングとモータとシロッコファンとを備え、
前記本体部の上方から吸気して前記側面に排気し、
前記本体部は、
前記スクロールケーシングに沿って前記本体部の側面に対して角度を有して排出される排気を前記送風路の方向に沿わせて前記アダプター内に導く風向板を備えた全館空調ユニット。

【請求項2】

前記アダプターは、
前記排気口の方向を当該アダプター毎に独立して変更可能に装着できる請求項１記載の全館空調ユニット。

【請求項3】

前記装着部は、
前記側面であって前記搬送ファンの吹出口に設けられ矩形形状を有する凹部であり、
前記被装着部は、
前記給気口が設けられ前記凹部に嵌め込み可能な矩形形状を有する凸部であり、
前記給気口は、
前記凹部と前記凸部とが接触する接触面の中央に設けられた請求項１または２記載の全館空調ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、全館空調ユニットに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、住宅に設置される空調システムの空調ユニットが特許文献１に開示されている。以下、その従来の空調ユニットについて図１３を参照しながら説明する。

【0003】

図１３は従来の空調ユニットの風路構成を現した断面図である。

【0004】

空調ユニット１０１において、流入口１０２から流入した空気は空調機１０３で加熱または冷却、すなわち温度調整され、或いは、湿度調整される。空調機１０３より下方に向けて送風された空気は、ファン１０４に吸い込まれた後、排出部１０５から排出され、チャンバー１０６または角ダクト１０７を経由し、接続されたダクトを介して各部屋に送風されることで空調が行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１９－３９６１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

このような従来の空調ユニット１０１は空調機１０３により加熱、冷却された空気をファンから排気した後、チャンバー１０６は底面方向に、角ダクト１０７は天面方向に排気し、ダクトを介して各部屋に供給していた。つまり、従来の空調ユニット１０１は、一方は天面方向、他方は底面方向にのみ空気を排気していた。

【0007】

このように、従来の空調ユニット１０１は空調機１０３によって加熱、冷却された空気がチャンバー１０６もしくは角ダクト１０７の排気する向きの制限により設置できる住宅が制限されていた。なお、排気方向に制限を設けないために、柔軟性を有するダクトを空調ユニットに接続することも考えられるが、柔軟性を有するダクトは断熱性が十分ではなく、全館空調の熱効率の悪化を招くことになる。

【0008】

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、搬送ファンから排気された空気の方向を制限せず、且つ断熱性能も確保できる全館空調ユニットを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

そして、この目的を達成するために、本発明は、本体部と前記本体部で空調された空気を本体外部の所定方向に導くアダプターとを備えた全館空調ユニットであって、前記本体部は、前記本体部の内部の空気を空調する空調機と、前記空調された空気を前記本体部の側面から排出する複数の搬送ファンと、前記側面に前記アダプターを装着するための複数の装着部と、を備え、前記アダプターは、前記本体部から排出された空気を取り込む給気口と、前記給気口が属する平面に対して所定の角度を備えて設けられた排気口と、前記給気口と前記排気口とを連通するアダプター送風路と、前記装着部に対して前記排気口を少なくとも上方、下方、側方のいずれかに向けて取り付け可能な被装着部と、を備える。そして搬送ファンは、スクロールケーシングとモータとシロッコファンとを備え、本体部の上方から吸気して前記側面に排気し、本体部は、スクロールケーシングに沿って本体部の側面に対して角度を有して排出される排気を前記送風路の方向に沿わせてアダプター内に導く風向板を備えた全館空調ユニットとし、これにより所期の目的を達成するものである。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、搬送ファンから排気された空気の方向を制限せず、且つ断熱性能も確保できる全館空調ユニット提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、本発明の第１実施形態に係る空調システムの接続概略図である。

【図2】図２は、全館空調ユニットの概略正面断面図である。

【図3】図３は、全館空調ユニットの概略側面断面図である。

【図4】図４は、アダプターを取り外した状態の全館空調ユニットの背面の斜視図である。

【図5】図５は、風向板を装着部側から見た斜面図である。

【図6】図６は、風向板を被装着部側から見た斜面図である。

【図7】図７は、アダプターの斜視図である。

【図8】図８は、アダプターの正面図である。

【図9】図９は、アダプターの側面断面図である。

【図10】図１０は、全館空調ユニットとアダプターの接合前の背面からの斜視図である。

【図11】図１１は全館空調ユニットとアダプターの接合後の背面からの斜視図である。

【図12】図１２は、アダプターの取り付け方の一例である。

【図13】図１３は、従来の空調ユニットの風路構成を現した断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明を実施するための形態について添付図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。よって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、並びに、ステップ（工程）及びステップの順序などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。従って、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。

【0013】

（実施の形態）
まず、図１、図２を参照して、本発明の実施形態に係る空調システム４０について説明する。図１は、本実施の形態に係る空調システム４０の接続概略図である。図２は全館空調ユニットの概略正面断面図である。 空調システム４０は、全館空調ユニット３と、外気導入ファン４と、居室温度センサー７（居室温度センサー７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）と、入出力端末８と、システムコントローラ９（空調システムコントローラに該当）と、分岐チャンバー２１を備えて構成される。

【0014】

空調システム４０は、建物の一例である一般住宅１内に設置される。一般住宅１は、複数（本実施形態では４つ）の居室２（居室２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）に加え、居室２と独立した少なくとも１つの空調室６を有している。ここで一般住宅１（住宅）とは、居住者がプライベートな生活を営む場として提供された住居であり、一般的な構成として居室２にはリビング、ダイニング、寝室、個室、子供部屋等が含まれる。また空調システム４０が提供する居室にトイレ、浴室、洗面所、脱衣所等を含んでもよい。

【0015】

空調室６では、各居室２より搬送された空気同士が混合される。また、外気導入ファン４により外気が空調室６内に取り込まれ、各居室２より循環してきた空気と混合される。空調室６の空気は、空調室６内に設けられた全館空調ユニット３によって加熱、冷却、徐加湿により温度・湿度が制御され、すなわち空調されて、居室２に搬送すべき空気が生成される。空調された空気は、全館空調ユニット３内部に備えられた搬送ファン１３により、グリル５を介して各居室２に搬送される。ここで、空調室６は、全館空調ユニット３が配置でき、各居室の空調をコントロールできる一定の広さを備えた空間を意味するが、居住空間を意図するものではなく、基本的に居住者が滞在する部屋を意味するものではない。

【0016】

外気導入ファン４は、一般住宅１の室内に外気を取り込むファンであり、給気ファンや熱交換気扇の給気機能等が該当する。上述した通り、外気導入ファン４により取り込まれた外気は、空調室６内に導入される。

【0017】

分岐チャンバー２１は、空調ユニットから排気された空気を各居室に分岐するためのチャンバーであり、分岐チャンバー２１で分岐された空気はダクトを介して各居室に供給される。分岐チャンバー２１は、住宅の小屋裏（屋根裏）、階間、床下に設置される。

【0018】

居室温度センサー７ａは、居室２ａに設けられ、居室温度センサー７ｂは、居室２ｂに設けられ、居室温度センサー７ｃは、居室２ｃに設けられ、居室温度センサー７ｄは、居室２ｄに設けられている。居室温度センサー７ａ～７ｄは、対応する居室２ａ～２ｄそれぞれの室内温度を取得して、システムコントローラ９に送信するセンサーである。

【0019】

システムコントローラ９は、空調システム４０全体を制御するコントローラである。システムコントローラ９は、外気導入ファン４、全館空調ユニット３内部の搬送ファン１３、居室温度センサー７、全館空調ユニット３内部の空調機１２、と無線通信により通信可能に接続されている。

【0020】

システムコントローラ９は、居室温度センサー７により取得された各居室２それぞれの室内温度、居室２ａ～２ｄ毎に設定された目標温度（居室目標温度）等に応じて、搬送ファン１３の風量や空調機１２の風量を設定する。

【0021】

ここで、システムコントローラ９と、外気導入ファン４、搬送ファン１３、居室温度センサー７、空調機１２とが、無線通信で接続されることにより、複雑な配線工事を不要とすることができる。ただし、これら全体を、又は、システムコントローラ９とこれらの一部を、有線通信により通信可能に構成してもよい。

【0022】

入出力端末８は、システムコントローラ９と無線通信により通信可能に接続され、空調システム４０を構築するうえで必要な情報の入力を受け付けてシステムコントローラ９に記憶させたり、空調システム４０の状態をシステムコントローラ９から取得して表示したりするものである。入出力端末８は、携帯電話、スマートフォン、タブレットといった携帯情報端末が例として挙げられる。

【0023】

なお、入出力端末８は、必ずしも無線通信によりシステムコントローラ９と接続される必要はなく、有線通信により通信可能にシステムコントローラ９と接続されてもよい。この場合、入出力端末８は、例えば、壁掛のリモートコントローラにより実現されるものであってもよい。

【0024】

次いで図２、図３、図４を参照しながら、全館空調ユニット３について説明する。図３は、全館空調ユニットの概略側面断面図である。図４は、アダプター１９を取り外した状態の同全館空調ユニット３の背面の斜視図である。

【0025】

全館空調ユニット３は、図２に示すように、全館空調ユニット３の外郭を形成するユニット本体１１とユニット本体１１の内部に流入させる空気の空調を行う空気調和機としての空調機１２と空調機１２で空調された空気をユニット本体１１の外部へ送風する搬送ファン１３ａ、１３ｂを備えている。全館空調ユニット３は住宅に設けた空調室６に設置され、空調室６には扉が設けられており、扉は例えば住宅の廊下に面している。

【0026】

ユニット本体１１は、上面に、ユニット本体１１の内部に空気を取り込むための吸込口１４を備え、吸込口１４の下方に空調機１２を設置するための空調機設置空間１５を備える。

【0027】

吸込口１４は、矩形形状を有し、矩形幅はユニット本体１１の幅と同等である。なお、吸込口１４が設けられるのは上面に限らず、空調機１２の空気吸込口近傍、つまりユニット本体１１の上方であればよい。

【0028】

ユニット本体１１は、空調機設置空間１５の下方に、搬送ファン１３ａ、１３ｂを設置するための送風機設置空間１６を備える。

【0029】

送風機設置空間１６の背面側には、搬送ファン１３ａ、１３ｂと連通し、搬送ファン１３ａ、１３ｂから送風された空気をユニット本体１１の外部へ放出する排気口１７ａ、１７ｂを有するアダプター１９ａ、１９ｂを備えている。アダプター１９に関しては後述する。

【0030】

排気口１７ａ、１７ｂは、それぞれ主空調ダクト（図示しない）が接続される。なお、実施の形態では排気口１７ａは、ユニット本体１１の底面方向に向けて、排気口１７ｂは、ユニット本体１１の天面方向に向けて開口されており全館空調ユニット３の設置場所に応じて例えばそれぞれ階上及び階下への主空調ダクトに接続される。

【0031】

主空調ダクトは、屋根裏や、階間空間に設置され、他端は分岐チャンバー２１などに接続される。そして主空調ダクトは、分岐チャンバー２１を介して複数の副空調ダクトに分岐され、住宅の居室などの各空調対象空間へ接続されている。

【0032】

空調機１２と搬送ファン１３との間には、必要に応じてフィルター１８が備えられる。フィルター１８は、通過する空気内の微粒子を集塵し、排気口１７より空調ダクトを通じて各空調対象空間へ供給される空気の浄化を行う。

【0033】

ユニット本体１１は、アダプター１９を装着するための複数の装着部２６を備える。

【0034】

装着部２６は、搬送ファン１３の吹出口に設けられ矩形形状を有する凹部であり、後述のアダプター１９の一面である接触面が嵌め込まれる。また、装着部２６には、風向板２７が固定される。

【0035】

搬送ファン１３は、スクロールケーシングとモータとシロッコファンとを備え、ユニット本体１１の上方から吸気してアダプター１９に排気する。

【0036】

次いで図４、図５、図６を参照しながら、風向板２７の詳細について説明する。図５は風向板を装着部側から見た斜面図である。図６は、風向板を被装着部側から見た斜面図である。

【0037】

ユニット本体１１は、搬送ファン１３のスクロールケーシングに沿ってユニット本体１１の背面に対して角度を有して排出される排気を、アダプター送風路２４の方向に沿わせてアダプター１９内に導く風向板２７を備えている。

【0038】

風向板２７は、搬送ファン１３から吹き出す空気の流れに沿った角度を有するよう折り返された形状の板である。風向板２７は、側断面視にして略Ｌ字形状であり、Ｌ字形状における一方が装着面２８である。装着面２８を、ユニット本体１１の背面に設けられた装着部２６であって、搬送ファン１３の吹き出し口近傍に固定することで、風向板２７がユニット本体１１と固定される。さらに具体的には、風向板２７をユニット本体１１に固定する際は、矩形形状の搬送ファン１３の吹き出し口である開口の辺と風向板２７の折り返しの辺が一致するように取付けられる。 次いで図７、図８、図９を参照しながら、アダプター１９について説明する。図７は、アダプターの斜視図である。図８は、アダプターの正面図である。図９は、アダプターの側面断面図である。 アダプター１９は、ボディ２０と、排気口１７と、給気口２２と、アダプター送風路２４と、被装着部２５とを備える。

【0039】

ボディ２０は、アダプター１９の外郭を形成し、全館空調ユニット３から排気された空気が外気の影響を受けにくいようにするために、断熱性能や消音性能の高い材質で形成するのが好ましく、本実施の形態においては発泡が利用される。

【0040】

排気口１７は、円筒形状を有しており、主空調ダクトと接続され、給気口２２が属する平面に対して所定の角度を備えている。ここで所定の角度とは本実施の形態では９０度である。

【0041】

給気口２２は、装着部２６と被装着部２５とが接触する接触面の中央に設けられた開口である。給気口２２は、ボディ２０の排気口１７ａ側の端部までの距離と、ボディ２０の排気口１７ａとは逆側の端部までの距離とが等しい。つまり、アダプター１９は、排気口１７を上方に向けた状態であっても下方に向けた状態であっても、搬送ファン１３の吹出口に連通可能に接続される。 アダプター送風路２４は、給気口２２と排気口１７とを連通する風路であり、本実施の形態の場合、矩形形状の給気口２２から円形形状の排気口１７に連通する。そして、アダプター送風路２４は給気口２２の形状に合わせた矩形形状から次第に排気口１７の形状に合わせた円形状に滑らかに変化する。

【0042】

被装着部２５は、給気口２２が設けられた接触面に隣接する四つの側面の、ユニット本体側周囲が該当する。被装着部２５は、凹部に嵌め込み可能な矩形形状の凸部である。凹部と凸部とが接続されればよく、平面（側面）も被装着部２５の凸形状に含まれる。また、被装着部２５は装着部２６に対して排気口１７を少なくとも上方、下方、のいずれかに向けて取り付け可能な形状を有している。なお、接触面の矩形を正方形とすることで、被装着部２５は装着部２６に対して排気口１７を側面に向けて取り付けることも可能である。

【0043】

以上の構成により、アダプター１９は、排気口１７の方向をアダプター１９毎に独立して変更可能に装着できる。また、本実施の形態では、二つの接触面が同一形状であり、どちらの搬送ファン１３にも装着可能である。

【0044】

次いで図７、図１０、図１１を参照しながら、アダプター１９のユニット本体１１への取り付けについて説明する。図１０は、全館空調ユニット３とアダプター１９の接合前の背面からの斜視図である。図１１は全館空調ユニット３とアダプター１９の接合後の背面からの斜視図である。

【0045】

ユニット本体１１の凹部である装着部２６ａと、アダプター１９の凸部である被装着部２５ａとを嵌め合わせ、同じく装着部２６ｂと被装着部２５ｂとを嵌め合わすことで図１１に示す全館空調ユニット３が構成される。

【0046】

図１０、図１１では、排気口１７ａが上向き、排気口１７ｂが下向きの形になっている全館空調ユニット３の１つの接続形態である。

【0047】

次いで図１２を参照しながら、ユニット本体１１とアダプター１９の他の接続形態を示す。

【0048】

図１２（ａ）はアダプター１９の排気口１７がアダプター１９ａ、アダプター１９ｂ共に上方向を向くように嵌め合わせた実施例である。

【0049】

図１２（ｂ）はアダプター１９の排気口がアダプター１９ａは下向き、アダプター１９ｂは上方向を向くように嵌め合わせた実施例である。

【0050】

図１２（ｃ）はアダプター１９の排気口がアダプター１９ａ、アダプター１９ｂ共に下方向を向くように嵌め合わせた実施例である。

【0051】

ここであげた例は一部であり、排気口が側方に向くように装着部２６と被装着部２５を嵌め合わせても良い。

【0052】

以上の構成により、アダプター１９は排気方向を臨機応変に変更できるため、搬送ファンから排気された空気の方向を制限せず、すなわち住宅の小屋裏（屋根裏）、階間等に配置可能になる。

【0053】

また、アダプター１９は十分な厚みのある発泡を利用できるため、断熱性や遮音性に優れる。特に風圧の大きい搬送ファン１３の下流直後でしかも湾曲した風路に適用することで、遮音性を大幅に上げることができる。

【0054】

また、風向板２７をユニット本体１１に固定しているため、アダプター１９の方向をどちらに向けても搬送ファン１３の特性、すなわちスクロールによる風の歪みを修正してアダプター送風路２４内に導くことができる。

【産業上の利用可能性】

【0055】

本発明は、搬送ファンから排気された空気の方向を制限せず、且つ断熱性能も確保できる全館空調ユニットに適用可能である。

【符号の説明】

【0056】

１ 一般住宅
２ 居室
２ａ 居室
２ｂ 居室
２ｃ 居室
２ｄ 居室
３ 全館空調ユニット
４ 外気導入ファン
５ グリル
５ａ グリル
５ｂ グリル
５ｃ グリル
５ｄ グリル
６ 空調室
７ 居室温度センサー
７ａ 居室温度センサー
７ｂ 居室温度センサー
７ｃ 居室温度センサー
７ｄ 居室温度センサー
８ 入出力端末
９ システムコントローラ
１１ ユニット本体
１２ 空調機
１３ 搬送ファン
１３ａ 搬送ファン
１３ｂ 搬送ファン
１４ 吸込口
１５ 空調機設置空間
１６ 送風機設置空間
１７ 排気口
１７ａ 排気口
１７ｂ 排気口
１８ フィルター
１９ アダプター
１９ａ アダプター
１９ｂ アダプター
２０ ボディ
２１ 分岐チャンバー
２２ 給気口
２４ アダプター送風路
２５ 被装着部
２５ａ 被装着部
２５ｂ 被装着部
２６ 装着部
２６ａ 装着部
２６ｂ 装着部
２７ 風向板
２７ａ 風向板
２７ｂ 風向板
２８ 装着面
４０ 空調システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】